Слайд 1
Скорость химических реакций
Слайд 2
Гомогенные реакции
N2(г) + O2(г) = 2NO(г)
Гетерогенные реакции
Zn(тв) +
2HCl(ж) = ZnCl2(ж) + Н2(г)
Слайд 3
Скорость химической реакции – это изменение концентраций реагентов
или продуктов реакций в единицу времени.
Для реакции:
аА + bВ → cС + dD
«–» расчет по концентрации
исходных веществ
Δс < 0
«+» расчет по концентрации продуктов Δс > 0
Слайд 4
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:
природа реагирующих
веществ,
их концентрации,
характер реакции (гомогенная или гетерогенная реакции),
давление (для реакций протекающих в газовой среде),
температура,
облучение,
катализаторы,
площадь поверхности раздела фаз (для гетерогенных реакций),
перемешивание.
Слайд 5
Влияние природы реагирующих веществ
NaCl
+ AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3
Cl– + Ag+ = AgCl↓
H2
+ F2 = 2HF – протекает очень быстро, со взрывом при комнатной t.
H2 + Br2 = 2HBr – протекает медленно, даже при нагревании.
Слайд 6
Зависимость скорости реакции от концентрации.
З-н действия масс
(1867, Гильдберг,
Вааге)
nА + mВ → cС + dD
V = k[A]n[B]m
k
– константа скорости реакции;
[A] и [B] – концентрации исходных
веществ А и В.
Слайд 7
Примеры.
V = k[A]n[В]m
Fe2O3 (к) + 3H2 (г) =
2Fe + 3H2O (г)
V = k[H2]3
N2 (г) + 3H2 (г) = 2NH3
(г)
V = k[N2][H2]3
Если [A] = [B] = 1 моль/л, то k = V
Слайд 8
Зависимость скорости реакции от температуры
Правило Вант-Гоффа
Vt1 и Vt2 – скорость реакции при температуре
t1 и t2 (t2 > t1);
γ – температурный коэффициент
скорости реакции.
Слайд 9
Пример.
Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при
повышении температуры от 10 до 40оС, если γ =
3.
Решение:
Слайд 10
Теория активации Аррениуса
Н2 + I2 ⇄ 2HI
H
I H … I H − I
|
+ | ⇄ ⇄
H
I H … I H − I
AK
Слайд 11
Е1а – энергия активации обратимой реакции
Е1а – Еа
= ΔН, где ΔН – тепловой эффект реакции
Слайд 12
А – постоянный множитель, не зависящий от температуры;
Еа – энергия активации;
R – универсальная газовая постоянная.
Формула Аррениуса
Слайд 13
гомогенный катализ
гетерогенный катализ
2H2O2
Влияние катализатора на скорость химической
реакции
2H2O + O2
+ К → AК
AК + B → AB +
К
А + B → AB Еа2
Еа1 > Еа2
Слайд 15
0,5O2 + NO = NO2
NO2 + SO2 =
SO3 + NO
Пример.
SO2 + 0,5O2 = SO3
NO
Слайд 16
Механизм химических реакций
простые (молекулярные) реакции
Еа = 120 – 440 кДж/моль
Одномолекулярная (мономолекулярная)
СаСО3
→ СаО + СО2
Двухмолекулярная (бимолекулярная) 2HI →
H2 + I2
Трехмолекулярная (тримолекулярная) 2NO + H2 → NO2 + H2O
Cl– + Ag+ = AgCl↓
Еакт = 0 – 80
кДж/моль
Слайд 19
Химическое равновесие
3H2 + N2 ⇄ 2NH3
CO+H2 ⇄CO2+H2O
→
прямая реакция
← обратная реакция
Обратимые реакции
Необратимые реакции
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
Слайд 20
аА + вВ
сС + dD
=
[A]a [B]b
=
[C]c [D]d
В условиях равновесия
(помнить, что ΔrG=0)
=
и
[A]a [B]b =
[C]c [D]d
Слайд 22
Принцип Ле Шателье-Брауна (1884)
Исходное состояние
V1=V2
C1, С2, С3
Промежуточное состояние
V’1>V’2
или
V’1
Слайд 23
Влияние концентрации
оксихлорид
висмута
+H2O равновесие смещается → (образуется BiOCl)
2) +HCl
смещение равновесия ← (образуется BiCl3)
BiOCl + 2HCl
BiCl3 + H2O
Слайд 24
Для прямой экзотермической реакции ΔHо < 0
При ↑
t равновесие смещается ←
При ↓ t смещение
равновесия →
ΔrΗпрям = –92 кДж/моль
Прямая реакция экзотермическая
Влияние
температуры
3H2 + N2 ⇄ 2NH3
Слайд 25
Для прямой эндотермической реакций ΔHо > 0
При ↑
t смещение равновесия →
При ↓ t равновесие смещается
←
Слайд 26
Влияние давления
3H2(г) + N2(г) ⇄2NH3(г)
4 моля газа 2 моля
газа
При ↑ P смещение равновесия →
При ↓ P
равновесие смещается ←
V1 > V2
Слайд 27
СаСО3(к) ⇄ СаО(к) + СО2(г)
=
Р
равновесие
смещается →
↑ Р
[СО2] смещение равновесия ←
Слайд 28
Пример.
В каком направлении должно смещаться равновесие реакции:
N2O4
(г)
2NO2 (г),
При:
а) добавлении N2O4;
б) удалении NO2;
в)
повышении давления;
г) увеличении объема;
д) понижении температуры.
ΔHо > 0
Слайд 29
Пример.
Каким образом можно усилить или ослабить степень
гидролиза карбоната натрия, если процесс гидролиза является эндотермической реакцией?
Решение:
Na2CO3+H2O⇄NaHCO3+NaOH;
ΔrHo298>0.
1). Действие температуры:
а). увеличение температуры системы приведет к усилению степени
гидролиза (карбонат натрия сохранится в растворе в меньшей степени);
б). уменьшение температуры уменьшит степень гидролиза (исходная соль будет в большей сохранности).
2). Действие концентрации веществ:
а). подщелачивание раствора ослабит степень гидролиза (смещение равновесия влево);
б). подкисление раствора усилит степень гидролиза.